C++从静态对象的初始化顺序理解static关键字

问题

首先考虑一个全局变量的初始化顺序问题

在头文件1中：

extern int b;
int a = b + 1;

 

在头文件2中：

extern int a;
int b = a + 1;

源文件中包含了头文件1和头文件2，这种情况下a和b可能的值是什么呢？

虽然在开发过程一般不会出现上述这种情况，但是这核心的是一个全局变量初始化顺序的问题，这个问题在团队开发过程可能会碰到。

可以使用static的特性来解决此问题，static关键字作用一般有以下几点：

1. 静态全局变量，变量在该翻译单元是可见的，但是在其他翻译单元中是不可见的（翻译单元暂时理解为源文件，后文解析）。如下：

//源文件1中
static int n;
//源文件2中
extern int n;//这里编译无错，但链接出错，因为源文件1中的n是外部不可见的

2. 静态局部变量，变量虽然是一个局部变量，但是它在全局变量区分配内存，该变量在局部可见，并且只初始化一次。

3. 静态函数，和静态全局变量一样，该翻译单元可见，外部不可见。

4. 类中静态成员变量，变量需要在类外部声明，所有类的对象共用一个静态成员变量。

5. 类中静态成员函数。

解决方式

Initializer.h中：

#ifndef INITIALIZER_H
#define INITIALIZER_H
#include <iostream>
extern int x;
extern int y;

class Initializer
{
    static int initCount;
public:
    Initializer() 
    {
        std::cout << "Initializer()" << std::endl;
        if (initCount++ == 0)
        {
            std::cout << "performint initialization"
                << std::endl;
            x = 100;
            y = 200;
        }
    }
    ~Initializer()
    {
        std::cout << "~Initializer()" << std::endl;
        if (--initCount == 0)
        {
            std::cout << "performint cleanup"
                << std::endl;
        }
    }
    void testFun()
    {
        std::cout << "testFun"<< initCount << std::endl;
    }
private:

};
static Initializer init;
#endif

 

Initializer.cpp

#include "Initializer.h"

int x;
int y;
int Initializer::initCount;

 

其他cpp文件只需要包含头文件即可自动解决x和y的初始化顺序问题。

#include "Initializer.h"

在Initializer.h定义了一个静态全局变量，这个变量在一个翻译单元是内部可见的，所以Initializer.cpp和所有包含Initializer.h的源文件中都会又有一个init变量，这个变量虽然名称相同，但是每个翻译单元的init变量地址是不同的。不理解的话可以考虑下面代码的输出：

header.h中：

static int nCount = 1;

 

fun.cpp中：

#include "header.h"
#include <iostream>
void fun()
{
    std::cout << "enter fun:" << &nCount << "\t" << nCount << std::endl;

    nCount++;
    std::cout << "leave fun:" << &nCount << "\t" << nCount << std::endl;

}

main.cpp中：

#include "header.h"
#include <iostream>
extern void fun();

int main()
{
    std::cout << "enter main:" << &nCount << "\t" << nCount << std::endl;

    fun();
    std::cout << "leave main:" << &nCount << "\t" << nCount << std::endl;

    return 0;
}

header.h中定义了一个静态全局变量，fun.cpp是一个翻译单元，编译fun.cpp时，nCount是一个内部可见(fun.cpp内可见)的全局变量。编译main.cpp时，nCount是一个内部可见(main.cpp内可见)的全局变量，这两个变量虽然变量名是一样的，但是地址是完全不同的。

输出如下：